虛擬現實技術在景觀設計教學的應用

導語：虛擬現實技術在景觀設計教學的應用一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

虛擬現實技術（virtualreality）簡稱VR，是一種綜合的信息技術，目前被各研究領域密切關注。作為數字化虛擬技術的典型代表，虛擬現實技術交叉融合了多種學科，人們可以通過虛擬現實技術所營造的三維立體空間，充分融合人體的各項感官和知覺，仿佛置身其境，體驗各個知覺器官的舒張?，F如今，虛擬現實技術走進各大高校，開始影響國內的教育格局。截至2017年，虛擬現實技術已與景觀設計專業牽手多年，徹底顛覆了傳統教育模式，給景觀設計專業帶來又一番晴朗。虛擬現實技術在景觀設計專業中具體的應用與意義在于，綜合利用計算機軟件技術、計算機仿真技術、計算機輔助設計以及虛擬現實技術，對各式景觀進行專業的三維建模，然后對三維施工模型展開精確的數據分析，將原本平面的抽象景觀設計分析變得實體化、生動化、從而使教學有例可證、有跡可循，繼而達到強化教學效果的作用，使師生同時獲得更直觀的教學體驗。

一、虛擬現實技術在高校景觀設計教學中的優勢淺析

1.給師生帶來真實感的教學體驗

平面的景觀設計碰撞上虛擬現實技術，便誕生了具有三維渲染的景觀設計方案。將虛擬現實技術引入景觀設計專業教學中，即運用相關技術對景觀設計工程項目進行三維建模，按照景觀規劃方案對項目建模進行各項設計和施工。將原本平面的規劃設計3D化，可以實地模擬各種施工方案、施工程序，在一次次模擬中對比，以確定最適合此次景觀設計的方案和程序、確定施工工程中具體的施工計劃和注意事項。當學生在教學設計過程中遇到困惑和疑問，而老師又顧及不上的時候，容易陷入思維的誤區，個人發展停滯不前。由于自身發展的需要，學生在設計方面確實需要一個能大量獲取信息的渠道，而虛擬現實技術基本滿足了師生發展的需要。三維建模的操作和展示更加真實、具有知覺的直觀性，能有效提高師生溝通的效率，節約交流成本，提升教學質量。

2.提高設計的精準度和計算效率

虛擬現實系統在數據表達上的關鍵技術是三維實時數據庫技術。龐大的數據庫便于學生快速、準確地度量項目的工程量和施工時間，衡量工程的成本、費用、收益，進而提升項目預算的精準度和效率。虛擬現實數據庫為現實系統提供了諸如工程實料、材料樣板、環境設施、構造做法等后臺數據支持，針對建模對象提供詳細的圖片、文字、模型等全面信息，學生通過數據庫可以隨時調查到類似的設計案例和設計技巧，對景觀設計的效果、材料、用法等有了更為深刻的認知。虛擬數據庫資料翔實、精度令人驚艷，可以快速為各項管理人員提供需要的信息。學生可以根據虛擬現實技術把握項目成本、造價，以挑選合適的用工材料。虛擬現實技術為學生提供了可靠、準確的依據，將虛擬和現實很好地交融，提高了學生的實踐能力和業務能力。

3.增進師生之間的友好交流

虛擬現實技術搭建起師生之間可視化交流的廣闊平臺，師生間的正常交流因為這個平臺的存在而變得異常便捷流暢。那些原本晦澀難懂的專業術語溝通，因為虛擬現實技術的可視化優勢，而變得清晰明朗，師生之間溝通的成本大大降低、效率有效提升。當學生需要完成一項景觀設計的規劃時，教師可以根據自己的專業基礎為學生示范搭建3D模型，由學生借鑒參考。在此三維模型的基礎上，學生可以參考前人的設計案例和個人對建筑基地的主觀考量，根據建筑基地的主要環境考察資料，去創作能夠發揮自己設計理念的景觀設計作品。設計過程中，當學生產生思維上的困惑時，可以隨時咨詢代課老師，交流自己在設計過程中的所思所想，老師也可以針對3D模型提出建設性的改進建議，師生之間的交流基本無甚障礙。師生彼此之間進行思維火花的碰撞，磨合之下誕生了更具有創意和思想的景觀設計作品。

二、虛擬現實技術在高校景觀設計教學中的難點淺析

1.課程程序設計難

虛擬現實技術只有滲透在信息系統的各個方面，改變傳統信息系統的人機交互模式，使之達成以用戶為中心的系統，才能真正實現健康的發展。但虛擬現實技術與信息系統的溝通應用還存在一些技術上的難題。為了更好地將虛擬現實技術應用于景觀設計專業，首先需要設置相應的課程程序設計。圖形的虛擬環境搭建是程序設計的第一步，這就要求完成三維模型的構建。三維建模十分復雜，我們很多時候是在享受前人千萬次失敗后的成果，沒有真實體會個中艱辛。三維建模是圖形渲染技術向真實化過渡的必要過程，真實世界的幾何何其復雜，要一點一滴還原為立體的模型?，F如今的模型建構基本是人工繪制，如此便需要高薪聘請行業精英人才前來為課程進行專業設計，程序設計和模型構建的費用自然是驚人的，卻是必要的產前投入。就園林景觀設計而言，一年四季園林景觀的風景面貌大相徑庭，為了便于我們更人性化地設計景觀，就需要錄入一年四季不同的風景信息。如何編寫VR程序以體現景觀的季節性，是VR程序設計的重難點。

2.教學硬件支持難

有程序，也得硬件支持。各種外部設備，都是虛擬現實技術在景觀設計應用專業不可或缺的道具，比如戴在頭上的立體顯示器、立體投影儀、空間定位器、高精度的數據手套，這些每一樣都價格不菲。為了完成復雜的三維模型展示，更是需要高性能的圖形軟件，高校若是提供全套的虛擬現實技術硬件支持，前期必定是投入大于產出,一定時間內看不到明顯的收益。這樣的經濟投入對于任何高校都是一筆不小的支出，而且在教學初期這樣的設備安裝也是較大的工作量，經濟與人力的消耗性支出不可小覷。另一方面，虛擬現實技術在景觀設計專業中的運用，需要大量翔實的數據作為支撐。虛擬現實技術與Internet結合，搭建起信息溝通的平臺，才能獲得信息資源最大化。這樣的巨型數據庫是教學的知識庫，是學生探索知識的海洋，更是軟件支持的重頭戲。進行精確數據分析的前提便是龐大的數據庫信息。在景觀設計中，必須搭建3D模型，而各3D模型需要多個面去豐滿，諸如側面圖、俯視圖、仰視圖等。為達到接近理想化的模擬效果，需要計算機有很強大的計算功能，這對計算機的硬件壓力也是十分巨大的。綜合分析，普通硬件支持和軟件支持需要高昂的費用投入、需要人力物力的各項支持，其花費的時間和金錢不可輕易計量。

3.技術教學推廣難

技術的推廣從來都是需要人力的大量投入。虛擬現實技術在高校課堂教學中，尚屬于高端的陽春白雪般的技術，故而對專業水平和計算機水平要求較高。但綜合目前各高校的教師能力分析來看，各高校老師只能簡單操作計算機，對虛擬現實技術方面的知識不甚了解。在運用虛擬現實技術時，由于自身能力受限，很難較好地運用虛擬現實技術于課堂教學中，無法傾力傳授學生。無形中課堂的授課質量也會下降，課堂氣氛必然不甚活躍，影響著學生對專業知識的吸收程度。另外，當老師不甚了解虛擬現實技術的應用時，就會在實際教學中，減少三維建模的課堂教學與體驗，影響課堂原有的教學水平，同時也是對教學課件和教具的極大資源浪費。除此之外，更是極大程度制約了虛擬現實技術在各高校的應用推廣和發展進程。

三、虛擬現實技術在高校景觀設計教學中的應用分析

1.課程項目分析

事必躬親，方得深淺。景觀設計虛擬項目的第一步便是項目設計。這就要求學生實地考察項目的原始地貌、周圍環境，認真分析項目進行的有利和不利因素，做出盡可能具體的項目可行性分析。但現實生活中，受到種種因素的制約，景觀設計專業的學生往往沒有施工現場實地考察的機會，只能通過老師的描述和前人的案例自由發揮，頗有點隨心所欲、不切實際的感覺。這般脫離實際的思維跳躍，嚴重影響學生對于項目可行性的判斷和分析。虛擬現實技術給予了學生這樣的“實地考察”的機會，類似3D游戲般，有一個交互式的界面，啟發學生設計的創意、構思。學生可以近距離仿真般接觸想知道的點點滴滴，可以借此考察項目基地的實地環境、進行環境分析、項目評判，了解項目周圍的地域文化、交通情況、聚居人群、風土人情，能夠更加系統全面地對課程項目進行合理的分析。

2.設計方案規劃

謀事在人、成事在天。項目進行中的關鍵便是設計方案規劃。在此階段，需要確定景觀項目的定位和定量，需得學生細致準確地描述景觀項目的布局。諸如，景觀項目的平面圖、剖面圖、立體圖、效果圖和局部效果圖。每一處小景、每一處大景，都有著細致全面的展示。通過虛擬現實技術，學生仿佛置身景觀項目場地空間內部，在3D模型中體驗實際操控景觀布局的快感。學生不斷調整景觀布局設置，大到整體布局框架、小到內部裝飾擺設、具體到顏色造型的調整，細致觀察每一次布局，再進行精密的視覺效果對比分析，可以觀察到最適合整體設計方向的規劃方案。長此以往的虛擬現實訓練，可以有效地激發學生的創新意識、提高學生的設計能力。對于靠山別水的別墅，在景觀設計上追求品位和質感，就可以根據3D建模規劃別致的美感，在視覺上突破創新，以迎合客戶的喜好，為以后實際工作奠定扎實的基礎。

3.施工圖設計

施工圖設計，便是將粗放的方案規劃落于細節。如果說方案規劃考慮的是布局，那么施工圖設計便是考慮如何達到這樣的布局。虛擬現實技術將原本二維、平面的施工圖升級為三維、立體的實體。在施工圖設計階段，學生可以通過虛擬現實技術，感受VR在設計繪圖上的無限魅力。在景觀設計施工中，學生通過虛擬現實技術可以高度仿真景觀植物的空間組合，對景觀植物的種類和植株大小、種植位置進行周密計劃，確定景觀范圍，以此完成整個3D規劃里的縱面景觀展示。在此過程中，學生可以根據美學觀念和客戶的需求偏好，不斷調整景觀的整體布局、擴大或縮小植物的種植范圍，變換種植物種的品類組合、調整植物種植的適當間距，以期達到最佳的生態效益和景觀效果，美化景觀設計的空間形態。不同的施工對象，需要考慮不同的施工效果，這些在平面上較為抽象的事物，3D化之后，在視覺上呈現出異常清晰的效果，對于施工設計百利而無一弊。

將虛擬現實技術引入景觀設計專業，豐富了景觀設計教學內容，使景觀設計教學更加生動。通過虛擬現實技術將真實的建筑、景點還原至教學課堂，使學生心生身臨其境之感，拉近了師生溝通的距離，提升了教學質量，凸顯了虛擬現實技術強烈的交互性。但在各大高校實際教學中，囿于虛擬現實程序設計、硬件支持和技術推廣的難度，無法最大限度地運用虛擬現實技術，造成資源的浪費。在此，呼吁各大高校增大對于虛擬現實教育的投入，積極培訓教職工，以期景觀設計專業蓬勃發展。

作者:林崇華 劉曌 單位:河北工業大學

參考文獻：

1.郭雨.虛擬現實技術在園林景觀設計教學中的應用與效果分析.美術教育研究,2016,10

2.楊萍.園林景觀設計教學中虛擬現實技術的應用解析.城市地理,2016,22

3.文錚.虛擬現實技術在景觀設計教學中的應用前景.中外建筑,2006.5

4.王宏信,趙月寧.虛擬現實技術在園林景觀設計中的應用.河南科技,2011.15

5.胡海輝,陳旭,龔束芳.虛擬現實技術在“園林植物景觀設計”教學中的應用研究.黑龍江教育學院學報,2015.3

6.袁軍.虛擬現實技術在景觀設計課程教學中的應用探究.戲劇之家,2016,19.

7.張彤.淺談虛擬現實技術在環境藝術設計教學中的應用.明日風尚,2016.18